CN1960201A

CN1960201A - 用于识别相邻信道被信号占用的方法和装置

Info

Publication number: CN1960201A
Application number: CNA2006101280768A
Authority: CN
Inventors: 迪尔克·亨切尔; 埃里克·萨克塞; 米夏埃尔·施密特
Original assignee: Atmel Germany GmbH
Current assignee: Atmel Germany GmbH
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2026-09-01
Also published as: US20070047682A1; EP1760898B1; CN1960201B; DE102005041503A1; EP1760898A1; DE502006000429D1; US7574184B2

Abstract

本发明涉及借助一个具有有用信道部分和/或相邻信道部分的复数值带通信号来识别相邻信道被信号占用的方法。根据本发明，a)推导一个实数值的带通信号，其方式是该复数值的带通信号被滤波并且由该被滤波的信号形成实部，b)将该实数值的带通信号转变为一个第一基带信号，c)对该第一基带信号进行滤波，使得被有用信道部分影响的频谱部分被抑制，以及d)分析该第一被滤波的信号并且根据被该分析的第一被滤波的信号产生一个二进制的占用信号，用于说明相邻信道的占用。本发明此外还涉及相应的用于占用识别的装置，以及具有这种装置的发送/接收装置和集成电路。

Description

用于识别相邻信道被信号占用的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种借助具有有用信道部分和/或相邻信道部分的、复数值的带通信号来识别相邻信道被信号占用的方法。此外，本发明还涉及相应的用于占用识别的装置以及一种发送/接收装置和具有这种装置的集成电路。

背景技术

本发明处于电信领域。其特别处于电信系统领域，其中大量发送/接收装置根据频分复用访问方法(FDMA)访问频谱上间隔的(载波频率)信道。在此，在每个发送/接收装置的接收单元中，一方面可保证，即使在频谱上相邻的信道(“相邻信道”)中同时传输其它发送/接收装置的数据，并且因此接收信号具有有用信道部分和相邻信道部分，通过“自己的”信道(“有用信道”)所接收的数据仍被正确地检测。另一方面可保证，当在有用信道中没有传输数据并且接收信号由此仅仅具有相邻信道部分时，在相邻信道中传输的并且不是为自己的发送/接收装置所规定的数据也不被接收单元检测。

通常，在发送/接收装置的接收单元中的相邻信道信号部分通过具有足够陡峭的滤波器边沿的模拟接收滤波器被抑制。在此不利的是，这种接收滤波器在其构造上是复杂的并且由此成本高的。伴随复杂的构造而来的还有接收滤波器的能量需求的升高。当必须采取补偿由于制造容差、温度影响和/或老化影响而产生的、为模拟接收滤波器所使用的部件的值波动的预防措施时，实施开销和能量消耗进一步变大。

虽然原则上可以应用到任意FDMA电信系统中，本发明以及作为其基础的问题以下仍借助根据IEEE 802.15.4的“ZigBee”通信系统来阐述。

为了在相对短的距离(大约10m)上无线传输信息，可以使用所谓的“无线个人域网”(WPAN)。与“无线局域网”(WLAN)不同，WPAN为了数据传输需要少的甚至无需基础设施，这样为广阔的应用领域可以实施小的、简单的、能量有效和成本低的设备。

IEEE 802.15.4标准详细说明了低速率的WPAN，它们以直到250kbit/s的原始数据率和固定的或移动的设备而适于在工业监视和控制中、在传感器网络中、在自动化中、以及在计算机配件的领域中的应用和适于交互式游戏。除了设备的非常简单和成本低的可实施性，对于这样的应用，这些设备的极其小的能量需求是具有决定性意义的。这样，以该标准，电池工作时间力求从几个月直到几年。

在物理层的层面上，IEEE 802.15.4详细说明了在几乎世界范围可用的ISM带(工业、科研、医疗)中在2.4GHz附近的一共16个(载波频率)信道，间隔分别为5MHz。对于250kbit/s的原始数据率，在这些信道中设置了符号值特定的PN带扩展(伪噪声扩展)，码片速率为fC＝2Mchip/s，以及偏置QPSK调制(四相相移键控)。

数据传输原则上借助帧来进行。实际上的有用数据(“数据净荷”，MSDU)在此在发送侧在MAC层(媒体访问控制)的层面上被补上控制数据和调节数据、例如序列号、地址字段和帧校验序列。所得到的MAC帧(MPDU)在物理层的层面上通过另外的控制数据、例如使接收单元能够同步和锁合(Einrasten)至数据流的同步报头的前置，被展为最终待发送的数据帧(“data frame”，PPDU)。

若模拟接收滤波器出于复杂性和能量消耗的原因而被实施得边沿较少地陡峭(steilflankig)，并且由此较不强烈地抑制相邻信道信号部分，则可出现问题，即在虽然接收到相邻信道信号但没有接收到有用信道信号部分的情形下，在接收信号中所包含的相邻信道数据由于目前接收单元的非常高的灵敏度而被正确地检测并错误地作为有用信道数据转发给发送/接收装置的控制单元。在MAC层的层面上随后才在控制单元中例如通过将期望的数或者说地址与MAC帧(MPDU)的实际的数或者说地址进行比较来确定，该帧例如完全不是给该发送/接收装置的并且必须被丢弃。在MAC帧(MPDU)的数或地址的这种比较可以被执行之前，必须由接收单元检测整个数据帧(PPDU)。在此不利的是，在该时段(PPDU的持续时间)内，接收单元不可被用来检测实际的有用信道数据。此外不利的是，通常作为分离的集成电路实施的控制单元为数或者说地址的比较而消耗附加的能量。

发明内容

在该背景下，本发明的任务在于，提供一种方法和装置，用于相邻信道的占用的快速和可靠的识别，它们使得发送/接收装置能够简单和成本低地实施和节省能量地工作。

根据本发明，该任务通过具有下述特征的方法、装置、发送/接收装置以及集成电路解决。

本发明的方法设置了以下步骤：a)导出实数值的带通信号，其方式是复数值的带通信号被滤波并且由被滤波的信号形成实部，b)将实数值的带通信号转变为第一基带信号，c)对第一基带信号进行滤波，使得被有用信道部分影响的频谱部分被抑制，并且提供第一被滤波的信号，以及d)分析(Auswerten)第一被滤波的信号并且根据被分析出的第一被滤波的信号产生二进制的占用信号，用于说明相邻信道的占用。

本发明的装置具有以下单元：a)模拟的滤波器单元，其被构造用于导出实数值的带通信号，其方式是复数值的带通信号被滤波，并且由被滤波的信号形成实部，b)与模拟的滤波器单元相连的变换单元，其被构造用于将实数值的带通信号转变为第一基带信号，c)与变换单元相连的数字滤波器单元，其被构造用于将第一基带信号这样滤波，使得被有用信道部分影响的频谱部分被抑制，并且提供第一被滤波的信号，以及d)与数字滤波器单元相连的分析单元(Auswerteinheit)，其被构造用于分析第一被滤波的信号，并且根据被分析出的第一被滤波的信号产生二进制的占用信号，以说明相邻信道的占用。

本发明的发送/接收装置和本发明的集成电路分别具有一个这样的装置。

本发明的本质在于，由复数值的带通信号首先导出一个实数值的带通信号，其方式是该复数值的带通信号被滤波并且由所得到的被滤波的信号中仅形成实部，其中上述复数值的带通信号例如通过将被接收的无线电信号(接收信号)向下混频入(Herabmischung)中频区域而形成。这样生成的复数值的带通信号在频谱上具有部分重叠的相邻信道部分和有用信道部分，只要存在这两个部分。由于仅仅部分的频谱重叠，不被有用信道部分影响的频谱部分可以可靠地通过滤波而被选出并且持续地、即在数据帧的接收期间，被分析。完整的数据帧的检测不是必需的。说明相邻信道占用的、二进制的占用信号，因此存在于明显更早的时间点，例如还在实际的有用数据(MSDU)的检测之前。通过这种方式，相邻信道的占用被快速并可靠地识别。若相邻信道被识别为被占用，则接收单元可以更早地为另外的数据的检测而待命。

通过被滤波的信号的实部的形成，随后的信号处理此外可以以实数值地进行，使得特别是仅需要模拟/数字转换器(替代用于复数值信号处理的两个转换器)，这不但显著降低了实现开销，而且还显著降低了发送/接收装置的能量消耗。因为另外的步骤也可以简单地被实现，所以由此能够将发送/接收装置简单并成本低地实施并且节省能量地运行。

本发明的有利的构型和进一步方案可以从下述内容中得到。

在一种有利的构型中，第一被滤波的信号被分析，其方式是由一个取决于第一被滤波的信号的二进制信号的值确定中值(Medianwerte)。二进制(二阶的(zweistufigen))信号值的中值可以有利地以极简单的方式被确定，使得发送/接收装置的实施和能量消耗被进一步降低。

在另一种有利的构型中，第一被滤波的信号被分析，其方式是由取决于第一被滤波的信号的二进制信号的值确定平均值(Mittelwerte)(未加权的，加权的，RMS值，等等)。由此，有利地，相邻信道占用能够更可靠被识别。

根据本发明的一种优选的进一步构型，产生二进制的占用信号，其方式是，第一二进制信号与第二二进制信号进行逻辑“或”运算，其中产生第一二进制信号，其方式是，第一被滤波的信号的值单个地被分析，并且产生第二二进制信号，其方式是第一被滤波的信号的值借助于平滑的加窗技术(Fensterung)被分析。通过该第一被滤波的信号的带记忆的分析和瞬态分析的组合，实现了相邻信道占用的非常可靠和快速的识别，因为不但短时的高信号电平，而且较长持续的轻微升高的电平都通过或运算而被识别。通过二进制信号的逻辑运算，实现了实施花费和能量消耗的进一步的降低。

在一种有利的构型中，第一被滤波的信号的值单个地被分析，其方式是它们在模上与第一比较值进行比较，并且如果第一被滤波的信号的相应值在模上超过第一比较值，则第一二进制信号采纳逻辑1的值，或者如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。这种分析可有利地非常简单地被实现并且节省能量地被实施。

优选的是，第一比较值是阈值，这进一步简化了实现。

在一种另外的构型中，第二二进制信号的每个值都说明了一个二进制的辅助信号的N个值的中值，其中N表示窗口长度并且该二进制的辅助信号取决于第一被滤波的信号。通过使用二进制的、即二阶的辅助信号，简化了中值确定，使得第一被滤波的信号的分析总体上较少花费地被设计。

优选的是，第一被滤波的信号的值在模上与一个第二比较值进行比较。如果第一被滤波的信号的相应值在模上超过第二比较值，则二进制的辅助信号采纳逻辑1的值，而如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。通过这种方式，二进制的辅助信号被简单地由第一被滤波的信号推导出。

优选的是，第二比较值是一个阈值，这进一步简化了实现。

在一种另外的构型中，实数值的带通信号此外被转变为第二基带信号，该第二基带信号被这样地滤波，使得由相邻信道部分所影响的频谱部分被抑制。这样产生的第二被滤波的信号同样被分析，并且二进制的占用信号根据被分析的第一被滤波的信号以及被分析的第二被滤波的信号产生。由此，有利的是，甚至更可靠的相邻信道占用的识别是可能的。

优选的是，在此，第一、然而优选地第二比较值也取决于第二被滤波的信号。

在一种另外的构型中，在复数值的带通信号中包含的数据值被检测，并且一旦二进制的占用信号信号化表示相邻信道的占用时，该检测中断。通过一旦相邻信道被识别为被占用时检测过程的中断，接收单元有利地在较早的时间点上对于检测另外的数据又可供使用。

优选的是，该分析单元具有一个中值确定单元，它被构造用来实施对一个取决于该第一被滤波的信号的二进制信号的一些值的中值确定。

优选的是，该分析单元具有一个平均值确定单元，该平均值确定单元被构造用来实施对一个取决于该第一被滤波的信号的信号的一些值的平均值确定。

优选的是，该分析单元具有以下单元：a)一个与该数字滤波器单元相连接的第一分析单元，该第一分析单元被构造用于产生一个第一二进制信号，其方式是该第一被滤波的信号的这些值单个地被分析，b)一个与该数字滤波器单元相连接的第二分析单元，该第二分析单元被构造用于产生一个第二二进制信号，其方式是该第一被滤波的信号的这些值借助平滑的加窗技术进行分析，c)一个与该第一分析单元和第二分析单元相连接的“或”门，该“或”门被构造用于通过该第一二进制信号与该第二二进制信号的逻辑“或”运算来产生该二进制的占用信号。

优选的是，该第一分析单元具有以下单元：a)一个与该数字滤波器单元相连接的模形成单元，它被构造用于形成该第一被滤波的信号的这些值的模，b)一个与该模形成单元相连接的第一判定单元，它被构造用于将该第一被滤波的信号的这些值的模与一个第一比较值进行比较，并且这样地产生该第一二进制信号，使得如果该第一被滤波的信号的相应值在模上超过该第一比较值，则该第一二进制信号采纳逻辑1的值，或者如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。

优选的是，该第二分析单元具有一个中值确定单元，其被构造用于这样地产生该第二二进制信号，使得该第二二进制信号的每个值都说明一个二进制的辅助信号的N个值的一个中值，其中N表示窗口长度并且所述二进制的辅助信号取决于该第一被滤波的信号。

优选的是，所述第二分析单元具有以下单元：a)一个与该数字滤波器单元相连接的模形成单元，它被构造用于形成该第一被滤波的信号的这些值的模，b)一个与该模形成单元相连接的第二判定单元，它被构造用于将该第一被滤波的信号的这些值的模与一个第二比较值进行比较，并且这样地产生该二进制的辅助信号，使得如果该第一被滤波的信号的相应值在模上超过该第二比较值，则该二进制的辅助信号采纳逻辑1的值，或者如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值，c)一个与该第二判定单元相连接的窗口累加器，它被构造用于将该二进制的辅助信号的各N个值的平滑地累加，d)一个与该窗口累加器相连接的第三判定单元，它被构造用于这样地产生该第二二进制信号，使得如果该相应地被累加的值超过一个基本上为N/2的值，则该第二二进制信号采纳逻辑1的值，或者如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。

优选的是，a)该变换单元被构造，用于将该实数值的带通信号转变为一个第二基带信号，b)该数字滤波器单元被构造，用于将该第二基带信号这样地滤波，使得由该相邻信道部分影响的频谱部分被抑制，并且用于提供一个第二被滤波的信号，c)该分析单元被构造，用于分析该第二被滤波的信号以及根据该被分析的第一被滤波的信号和该被分析的第二被滤波的信号产生该二进制的占用信号。

优选的是，其中该分析单元被构造用于设置一个取决于该第二被滤波的信号的第一比较值。

优选的是，其中该分析单元被构造用于设置一个取决于该第二被滤波的信号的第二比较值。

优选的是，所述装置包含a)一个与该分析单元相连接的控制单元用于控制一个数据检测单元，该数据检测单元被构造用于检测在该复数值的带通信号中所包含的数据值，b)其中该控制单元被构造用于：当所述二进制的占用信号信号化表示该相邻信道的占用时，指示该数据检测单元中断当前的检测过程。

附图说明

本发明在以下借助在附图的示意性示图中说明的实施例进一步阐述。在此，

图1示出了带有根据本发明的发送/接收装置的根据IEEE802.15.4的“无线个人域网”(WPAN)的例子；

图2示出了带有根据本发明的装置的根据IEEE 802.15.4的发送/接收装置的接收单元的实施例；

图3示出了图2中的不同信号的模频谱；以及

图4示出了图2中的分析单元的实施例。

在附图中，相同和功能相同的元件和信号—只要未另外说明—设置以相同的参考标号。

具体实施方式

图1示出了根据IEEE标准802.15.4的“无线个人域网”(WPAN)10的一个例子。其包括固定或移动设备形式的三个发送/接收装置(收发器，TRX)11-13，它们借助无线电信号无线地交换信息。发送/接收装置11是所谓的全功能设备，该全功能设备接管WPAN协调器的功能，而发送/接收装置12、13是所谓的部分功能设备，它们被配置给全功能设备11，并且只能与其交换数据。除了在图1中示出的星型网络拓扑，在该网络拓扑中双向的数据传输仅仅在这些部分功能设备12、13的各一个和全功能设备11之间、而不能在部分功能设备12、13之间进行，该标准还设置了所谓的“对等(Peer-to-Peer)”拓扑，其中全部的全功能设备都可以分别与其它所有的全功能设备通信。

发送/接收装置11-13分别包括天线14、与天线相连的发送单元(发射机，TX)15、与天线相连的接收单元(接收机，RX)16以及与发送单元和接收单元相连的控制单元(控制单元，CTRL)17用于控制发送单元和接收单元15、16。此外，发送/接收装置11-13分别包括一个在图1中未示出的、电池等形式的能量供给单元，用于单元15-17的能量供给，以及可能的另外的部件、如传感器、执行器等等。

以下从这里出发，即数据传输在2.4GHz附近的ISM带(工业、科研、医学)中进行。如在说明书导言中所阐述的，IEEE 802.15.4在该频带中详细说明了一共16个信道，间距分别是5MHz。对于250kbit/s的原始数据率，在这些信道中设置了码片速率fC＝2Mchip/s的带扩展(Spreading)以及偏置QPSK调制(四相相移键控)。

每个发送/接收装置的发送单元15将各待发送的数据流根据IEEE802.15.4转换为待由它们的天线14发射的无线电信号，其方式是各待发送的数据流首先被转变为四比特宽的符号，并且它们被转变为彼此相继的PN序列(伪噪声)。这些彼此相继的PN序列接着—借助半正弦脉冲成形—被偏置QPSK调制(四相相移键控)，在频谱上被推移到上述16个信道之一中，并且最后为了传输而被加强。每个发送/接收装置在此都被分配一个另外的信道，使得每个信道在每个时刻上最多被一个发送/接收装置占用。

每个发送/接收装置的接收单元16将由其天线14接收的以及由一个第二发送/接收装置的发送单元根据IEEE 802.15.4产生的无线电信号尽可能无误地转换为被发送的数据，其方式是被接收的无线电信号此外被滤波，被变换到基带中，被解调并且数据被检测(判定)。若检测到一个完整的数据帧(PPDU)，则它为了根据MAC层的进一步的处理而被递交给控制单元17。

除了有用信道部分、即由第二发送/接收装置在所期望的信道中传输的发送信号，被接收的信号可具有相邻信道部分，即由第三发送/接收装置在频谱相邻的信道中传输的发送信号。若有用信道例如具有中心频率fCH＝2440MHz，则最重要的相邻信道的中心频率基于信道栅(Kanalraster)根据IEEE 802.15.4位于fCH-5MHz＝2435MHz(“左边的”相邻信道)附近以及fCH+5MHz＝2445MHz附近。

相反，被接收的信号也可具有第三发送/接收装置的相邻信道部分，而没有第二发送/接收装置的有用信道部分。在这种情况下，接收单元16的任务在于，尽可能快地将相邻信道识别为被占用并且结束检测过程，以便尽可能早地又可用于可能的随后的有用信道数据的检测。

发送/接收装置的发送单元15和接收单元16在此是(在图1中未被示出的)集成电路、例如ASIC(专用集成电路)或ASSP(特殊应用标准产品)的部分，而控制单元17通过(同样未被示出的)微控制器实现。有利的是，发送/接收装置仅仅具有一个(例如作为ASIC或ASSP实施的)集成电路，其承担发送单元15、接收单元16和控制单元17的功能。

图2示出了接收单元(RX)16的框图，其具有本发明的装置20用于借助复数值的带通信号识别相邻信道被信号的占用。图3示意性示出了图2中的不同信号的模频谱(Betragsspektren)。

根据图2，接收单元16包含一个与天线14相连接的混合器单元21、一个连接在混合器单元21之后的、用于识别相邻信道被信号占用的装置20，以及与一个装置20相连接的数据检测单元26。借助由混合器单元21提供的复数值带通信道xIFc，装置20生成一个二进制的占用信号y，其说明，相邻信道是否被信号占用。复数值的信号或者说用于传输复数值信号的线路连接在附图中通过双线箭头示出。

装置20具有以下的串联连接的功能块：一个模拟滤波器单元(CHSEL)22，一个变换单元23，一个数字滤波器单元24和一个产生二进制的占用信号y的分析单元(EVAL)25。在此，模拟滤波器单元22在输入侧与混合器单元21相连接，而变换单元23具有一个与数据检测单元26相连接的输出端。

在一种第一优选的实施例中，变换单元23具有以下串联连接的功能块：一个模拟/数字转换器(ADC)30，一个第一混合器31，一个第一低通滤波器(TP1)32和一个第二混合器33。模拟/数字转换器30在此在输入侧与模拟滤波器单元22相连接，而第二混合器33在输出侧与数字滤波器单元24相连接。第一低通滤波器32此外在输出侧与数据检测单元26相连接。

根据第一实施例，数字滤波器单元24包括一个第二低通滤波器(TP2)34，其在输入侧与变换单元23的第二混合器33相连接以及在输出侧与分析单元25相连接。

在第二实施例中，变换单元23附加地具有一个第三混合器35以及数字滤波器单元24附加地具有一个第三低通滤波器(TP3)36。在此，第三混合器35在输入侧与第一低通滤波器32相连接以及在输出侧与第三低通滤波器36相连接，其输出侧地与分析单元25相连接。

在两种实施例中，被构造用于检测在复数值的带通信号xIFc中包含的数据值的数据检测单元26具有一个在输入侧与变换单元23的第一低通滤波器32相连接的解调单元27，一个连接在后面的相关单元28和一个连接在相关单元28之后的检测单元29。

由天线14接收的实数值的无线电信号xRF，其-如上面参照图1所描述的那样-可具有一个有用信道部分和/或一个或多个频谱间隔的相邻信道部分，在混合器单元21中首先借助低噪声放大器(LNA)放大并且通过多相滤波器(Polyphasenfilter)分解为同相分量(I)和正交分量(Q)。这样形成的复数值的接收信号(具有实部I和虚部Q)接着借助两个混合器转变到中频区域(Zwischenfrequenzbereich)中，并且这样形成中频信号xIFc(IF，中频)。中频信号xIFc是复数值的带通信号。中频信号xIFc的模频谱|XIFc|在图3a中示意性地被示出。由图3a可以看出，由于转变至中频范围，有用信道部分的中心频率(所期望信道，DCH)位于中频fIF＝2MHz附近，并且在频谱中接下来的左边的相邻信道部分的中心频率(左边相邻信道，LAC)位于fIF-5MHz＝-3MHz附近。为了简化示图，在图3a中由此出发，即DCH部分和LAC部分的平均功率相同。由于2MHz的中频fIF的值相对低，在图2中示出的接收单元16被称为“低IF”-接收单元。

作为信道选择滤波器(CHSEL)起作用的模拟滤波器单元22推导出实数值的带通信号xIFr，其方式是，复数值的带通信号xIFc借助一个(复数的)三阶的Butterworth滤波器被滤波并且仅仅形成被滤波的信号的实部。由此，模拟滤波器单元22可以被简单地实现并且节省能量地被运行。优选的是，被滤波的信号的实部的值接着在滤波器单元22中借助所谓的限幅放大器(Limiter-Verstrkers)被放大并且这样地被限制到最大值上，使得在模上，这些实部值不超过该最大值。

因为仅仅形成和进一步处理被滤波信号的实部，所以在图2中示出的接收单元16被称为“实数值的低IF”-接收单元。通过实部形成，随后的功能块的构造得到简化并且由此整个接收单元显著地简化。这样，有利地特别是，仅需要一个模数转换器用于随后的信号处理。

在图3b中示意性地示出了实数值的带通信号xIFr的模频谱|XIFr|。通过实部形成，由左边相邻信道(LAC)产生的相邻信道部分在频谱上与有用信道部分(DCH)重叠，如在图3b中借助具有两个阴影线的那些区域可以看出的那样。

变换单元23将实数值的带通信号xIFr转变为一个第一和一个第三基带信号xBB1或者说xBB3以及可选附加地转变为一个第二基带信号xBB2，其中所有三个基带信号是复数值的以及是数字的。首先，实数值的带通信号xIFr通过模拟/数字转换器30以优选为16Msps(百万采样每秒)的采样率采样并且以优选仅一个Bit的比特宽度来量化。所得到的实数值的、数字IF信号接着借助第一混合器31被推移到基带中并且通过具有带宽为2MHz的(复数)第一低通滤波器(TP1)32进行低通滤波。通过这种方式形成的第三基带信号xBB3又具有一个有用信道部分(DCH)和/或一个相邻信道部分(LAC)，如在图3c中从其模频谱|XBB3|示意性的示图中可以看出的那样。

第三基带信号xBB3不但被输送给在数据检测单元26中的解调单元27，而且还输送给第二混合器33。在数据检测单元26中，在第三基带信号xBB3的有用信道部分中包含的数据借助解调单元27、相关单元(PN解展频器)28和检测单元29被尽可能无误地检测。第二混合器33将第三基带信号xBB3在频谱上向左移动1.5MHz。这样得到的第一基带信号xBB1被输送给数字滤波器单元24的(复数)第二低通滤波器(TP2)34。

数字滤波器单元24的第二低通滤波器(TP2)34这样地将第一基带信号xBB1滤波，使得由有用信道部分(DCH)所影响的频谱部分被抑制，并且提供了复数值的第一被滤波的信号xLAC。该第一被滤波的信号xLAC的模频谱|XLAC|在图3d中示意性地被示出。可以看出的是，该信号仅仅具有相邻信道部分(LAC)。优选的是，第二低通滤波器34由一个第一复数FIR-滤波器(有限脉冲响应)、一个降低因子2的采样率缩减器(Abtastratenreduzierers)以及一个第二复数FIR-滤波器的串联电路构成，使得总体得到简单构造的、具有带宽为大约0.5MHz的低通滤波器。

分析单元25分析该第一被滤波的信号xLAC，并且根据所分析的第一被滤波信号产生二进制的占用信号y，用于说明相邻信道的占用。这种分析单元在以下参照附图4来描述。

根据图2，装置20此外还具有一个与分析单元25和数据检测单元26相连接的控制单元(CTL)37，二进制的占用信号y被输送给它。控制单元37根据二进制的占用信号y这样地控制数据检测单元26，使得一旦二进制的占用信号y指明(信号化表示)相邻信道的占用时，当前的检测过程中断或者说离开接收模式，并且切换到“听模式”，在其中接收单元16重新检验一个IEEE 802.15.4-信号的存在。为此，控制单元37优选地与数据检测单元26相连接，如果数据检测单元26被控制单元37指示这样做时，则该数据检测单元直接地结束当前的接收过程，也就是说当前接收的帧的数据被拒绝。由此，LAC-帧从接收单元16至控制单元17的传输停止，这一方面使得能够实现发送/接收装置的节省能量的运行，并且另一方面使得接收单元16在一个更早的时间点上又准备好接收在有用信道(DCH)中的数据帧。

根据第二实施例，变换单元23附加地生成一个第二基带信号xBB2，其方式是将第三基带信号xBB3借助第三混合器35在频谱上向右移动0.5MHz。数字滤波器单元24的、优选类似于第二低通滤波器34地实现的(复数)第三低通滤波器36，这样地对第二基带信号xBB2进行滤波，使得由左相邻信道(LAC)所影响的频谱部分被抑制，并且提供了一个复数值的第二被滤波的信号xDCH。第二被滤波的信号xDCH的模频谱|XDCH|在图3e中被示意性地示出。可以看出的是，该信号仅仅具有有用信道部分(DCH)。在第二实施例中，分析单元25不但分析出第一被滤波的信号xLAC，而且还分析出第二被滤波的信号xDCH，并且根据两个被分析出的信号产生一个二进制的占用信号y用于说明相邻信道的占用。这种分析单元同样在下面参照附图4描述。

图4示出了由图2的分析单元(EVAL)的框图。根据第一实施例，分析单元25具有一个第一分析单元41，一个第二分析单元42和一个“或”门43。这两个分析单元41和42在输入侧与图2中的第二低通滤波器(TP2)34相连接，并且在输出侧与“或”门43的两个输入端相连接。在“或”门43的相当于分析单元25的输出端的输出端上，二进制的占用信号y被提取。

第一分析单元41生成第一二进制信号y1，其方式是第一被滤波的信号xLAC的值被单个地分析，即对于第一二进制信号y1的每个值都恰好分析出第一被滤波的信号xLAC的一个值(即当前值)，使得进行当前值分析。第二分析单元42生成一个第二二进制信号y2，其方式是第一被滤波的信号xLAC的值借助平滑的(gleitenden)加窗技术被分析，即对于第二二进制信号y2的每个值，分析出第一被滤波的信号xLAC的多个值(即当前的以及以前的值)，这样进行“带记忆”的分析。“或”门43最后生成二进制的占用信号y，方式是第一二进制信号y1与第二二进制信号y2进行“或”逻辑运算。

第一分析单元41包含一个在输入侧与图2中的第二低通滤波器(TP2)34相连接的模形成单元44和一个连接在后面的第一判定单元45，该判定单元在输出侧与“或”门43的一个第一输入端相连接。首先在模形成单元44中形成第一被滤波的信号xLAC的值的模|xLAC|。接着在第一判定单元45中，将这些模|xLAC|与一个第一比较值V1进行比较，并且第一二进制信号y1被这样地产生，使得如果第一被滤波的信号xLAC的相应值在模上超过第一比较值V1，则该第一二进制信号y1采纳逻辑1的值，或者说如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。在一种优选的实施形式中，比较值V1是一个阈值，该阈值有利地被确定在第一被滤波的信号xLAC的值的最大可能的模的大约75-95％范围内的值上。

第二分析单元42具有以下的串联的功能块：该模形成单元44，一个第二判定单元46，以及由一个带有连接在后面的第三判定单元49的窗口累加器(Fensterakkumulator)48构成的中值确定单元47，其中该中值确定单元47或者说第三判定单元49在输出侧与“或”门43的第二输入端相连接。

在第二判定单元46中，第一被滤波的信号的值的、在模形成单元44中形成的模|xLAC|与一个第二比较值V2进行比较，并且这样地产生一个二进制的辅助信号h，即如果第一被滤波的信号xLAC的相应值在模上超过第二比较值V2，则该辅助信号采纳逻辑1的值，或者说如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。在一种优选的实施形式中，比较值V2是一个阈值，该阈值有利地大致被确定在由第一被滤波的信号xLAC的值的最小和最大可能的模的平均值上。

中值确定单元47这样地产生第二二进制信号y2，使得第二二进制信号y2的每个值都说明了该二进制的辅助信号h的N个值的一个中值，其中N表示窗口长度。为此，窗口累加器48平滑地分别将二进制的辅助信号h的N个值累加，由此在第三判定单元49中可这样地产生第二二进制信号y2，使得如果相应的累加的值超过大致为N/2的一个值时，则该第二二进制信号采纳逻辑1的值，或者说如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。优选的是，窗口长度被选为N＝16。

替代窗口累加器48也可以设置平均值确定单元，该平均值确定单元将二进制的辅助信号h的值(必要时加权地或在RMS平均值的意义上)平滑地进行平均，以便产生第三判定单元49的输入信号。也可以设置更昂贵的、非二进制的平均值确定单元，它直接地将第一被滤波的信号的值的这些模|xLAC|平均，以便产生第三判定单元49的输入信号。

根据第二实施例，分析单元25不但分析第一被滤波的信号xLAC而且分析在第二输入端上的第二被滤波的信号xDCH，并且根据两个被分析的信号产生二进制的占用信号y。优选的是，分析单元25为了该目的而附加地包含一个比较值确定单元(VDET)50，该比较值确定单元在输入侧与第三低通滤波器36相连接以及在输出侧与第一判定单元45和第二判定单元46相连接，并且基于第二被滤波的信号xDCH确定取决于该信号的比较值V1和V2。为了确定比较值V2，第二被滤波的信号xDCH例如在模上被平均(未加权的/加权的平均，RMS平均，中值确定，等等)，而为了确定比较值V1，例如仅将xDCH的值的、按照模最大的三分之一在模上平均。

虽然本发明在前面借助实施例被描述，但其并不局限于此，而是可以以多种方式修改。这样，本发明例如既不局限于WPAN本身，也不局限于根据IEEE 802.15.4的WPAN或那里说明的带扩展方法、调制方法、频带、比特率、字符率和码片速率以及其阶数等等，也不局限于中频、采样频率、滤波器带宽类型和阶数等等的所说明的值。本发明而是可以有利地被应用于不同的无线或有线的FDMA通信系统中。

参考标号表

10 数据传输系统/根据IEEE标准802.15.4的“无线个人域网”(WPAN)

11-13 发送/接收装置(收发机，TRX)

14 天线

15 发送单元(发送器，TX)

16 接收单元(接收器，RX)

17 控制单元(CTRL)

20 用于识别相邻信道占用的装置

21 混合器单元

22 模拟滤波器单元(CHSEL)

23 变换单元

24 数字滤波器单元

25 分析单元(EVAL)

26 数据检测单元

27 解调单元(DEMOD)

28 相关单元(COR)

29 检测单元(DET)

30 模拟/数字转换器(ADC)

31 第一混合器

32 第一低通滤波器(TP1)

33 第二混合器

34 第二低通滤波器(TP2)

35 第三混合器

36 第三低通滤波器(TP3)

37 控制单元(CTL)

41，42 第一或第二分析单元

43 “或”门

44 模形成单元

45，46 第一或第二判定单元

47 中值确定单元

48 窗口累加器

49 第三判定单元

50 比较值确定单元

ADC 模拟/数字转换器

AKK 累加器

BB 基带

BP 带通滤波器

CHSEL 信道选择滤波器

COR 相关单元，解展频器

CTL 控制单元

CTRL 控制单元

DEMOD 解调器

DET 检测器

EVAL 分析单元

FDMA 频分多路复用(频分复用方法)

FIR 有限脉冲响应

IF 中频

ISM 工业、科研、医疗(2.4GHz附近的频带)

LAC 左相邻信道

LNA 低噪音放大器

MAC 媒体访问控制

MPDU MAC协议数据单元

MSDU MAC

QPSK 四相相移键控

RF 射频

RMS 均方根

RX 接收单元

TP 低通滤波器

TRX 发送/接收装置，收发机

TX 发送单元

VDET 比较值确定单元

WPAN 无线个人域网

|x| 量x的(绝对值)模

fC 码片时钟(＝1/TC)

fCH 信道的中心频率

fIF 中频

fRF 射频

h 进制的辅助信号

N 窗口长度

TC 码片周期(＝1/fC)

V1，V2 第一或第二比较值

xBB1，xBB2第一或第二基带信号

xBB3 第三基带信号

XBB3 信号xBB3的频谱

xDCH 第二被滤波的信号

XDCH 信号xDCH的频谱

xIFc 复数值的带通/中频信号

XIFc 信号xIFc的频谱

xIFr 实数值的带通/中频信号

XIFr 信号xIFr的频谱

xLAC 第一被滤波的信号

XLAC 信号xLAC的频谱

xRF 无线电信号

y 二进制的占用信号

y1，y2 第一或第二二进制信号。

Claims

1.借助一个具有一个有用信道部分和/或一个相邻信道部分的、复数值的带通信号(xIFc)来识别一个相邻信道被信号占用的方法，具有以下步骤：

a)导出一个实数值的带通信号(xIFr)，其方式是该复数值的带通信号(xIFc)被滤波并且由被滤波的信号形成实部，

b)将该实数值的带通信号(xIFr)转变为一个第一基带信号(xBB1)，

c)对该第一基带信号(xBB1)进行滤波，使得被该有用信道部分影响的频谱部分被抑制，并且提供一个第一被滤波的信号(xLAC)，

d)对该第一被滤波的信号(xLAC)进行分析，并且根据该被分析的第一被滤波的信号产生一个二进制的占用信号(y)，用于说明该相邻信道的占用。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该第一被滤波的信号(xLAC)的所述分析包括对一个取决于该第一被滤波的信号(xLAC)的二进制信号的一些值的中值确定。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，该第一被滤波的信号(xLAC)的所述分析包括一个取决于该第一被滤波的信号的信号的一些值的平均值确定。

4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于，该第一被滤波的信号(xLAC)的所述分析包括以下步骤：

a)产生一个第一二进制信号(y1)，其方式是该第一被滤波的信号(xLAC)的这些值单个地被分析，

b)产生一个第二二进制信号(y2)，其方式是该第一被滤波的信号(xLAC)的这些值借助于平滑的加窗技术(Fensterung)被分析，

c)通过该第一二进制信号(y1)与该第二二进制信号(y2)的逻辑“或”运算而产生该二进制的占用信号(y)。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，该第一被滤波的信号(xLAC)的这些值单个地被分析，其方式是将这些值在模上与一个第一比较值(V1)进行比较，并且如果该第一被滤波的信号(xLAC)的相应值在模上超过该第一比较值(V1)，则该第一二进制信号(y1采纳逻辑1的值，或者如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，该第一比较值(V1)是一个阈值。

7.根据权利要求4至6之一的方法，其特征在于，该第二二进制信号(y2)的每个值都说明了一个二进制的辅助信号(h)的N个值的一个中值，其中N表示窗口长度并且该二进制的辅助信号(h)取决于该第一被滤波的信号(xLAC)。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，将该第一被滤波的信号(xLAC)的这些值在模上与一个第二比较值(V2)进行比较，并且如果该第一被滤波的信号(xLAC)的相应值在模上超过该第二比较值(V2)，则该二进制的辅助信号(h)采纳逻辑1的值，而如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，该第二比较值(V2)是一个阈值。

10.根据前述权利要求之一的方法，具有以下步骤：

a)将该实数值的带通信号(xIFr)转变为一个第二基带信号(xBB2)，

b)对该第二基带信号(xBB2)进行滤波，使得被该相邻信道部分影响的频谱部分被抑制，并且提供一个第二被滤波的信号(xDCH)，

c)对该第二被滤波的信号(xDCH)进行分析并且根据该被分析的第一被滤波的信号及该被分析的第二被滤波的信号来产生该二进制的占用信号(y)。

11.根据引用权利要求5的权利要求10的方法，其中该第一比较值(V1)取决于该第二被滤波的信号(xDCH)。

12.根据引用权利要求8的权利要求10的方法，其中该第二比较值(V2)取决于该第二被滤波的信号(xDCH)。

13.根据前述权利要求之一的方法，具有以下步骤：

a)检测这些被包含在该复数值的带通信号(xIFc)中的数据值(d)，

b)一旦该二进制的占用信号(y)信号化表示该相邻信道的占用，则中断所述检测步骤。

14.借助一个具有一个有用信道部分和/或一个相邻信道部分的复数值的带通信号(xIFc)来识别一个相邻信道被信号占用的装置(20)，包括：

a)一个模拟的滤波器单元(22)，它被构造用于导出一个实数值的带通信号(xIFr)，其方式是该复数值的带通信号(xIFc)被滤波，并且由该被滤波的信号形成实部，

b)一个与该模拟的滤波器单元(22)相连接的变换单元(23)，它被构造用于将该实数值的带通信号(xIFr)转变为一个第一基带信号(xBB1)，

c)一个与该变换单元(23)相连接的数字滤波器单元(24)，它被构造用于对该第一基带信号(xBB1)这样地进行滤波，使得被该有用信道部分影响的频谱部分被抑制，并且提供一个第一被滤波的信号(xLAC)，

d)一个与该数字滤波器单元(24)相连接的分析单元(25)，它被构造用于对该第一被滤波的信号(xLAC)进行分析，并且根据被该分析的第一被滤波的信号产生一个二进制的占用信号(y)，用于说明该相邻信道的占用。

15.根据权利要求14的装置，其特征在于，该分析单元(25)具有一个中值确定单元(47)，它被构造用来实施对一个取决于该第一被滤波的信号(xLAC)的二进制信号的一些值的中值确定。

16.根据权利要求14或15的装置，其特征在于，该分析单元(25)具有一个平均值确定单元，该平均值确定单元被构造用来实施对一个取决于该第一被滤波的信号(xLAC)的信号的一些值的平均值确定。

17.根据权利要求14至16之一的装置，其特征在于，该分析单元(25)具有以下单元：

a)一个与该数字滤波器单元(24)相连接的第一分析单元(41)，该第一分析单元被构造用于产生一个第一二进制信号(y1)，其方式是该第一被滤波的信号(xLAC)的这些值单个地被分析，

b)一个与该数字滤波器单元(24)相连接的第二分析单元(42)，该第二分析单元被构造用于产生一个第二二进制信号(y2)，其方式是该第一被滤波的信号(xLAC)的这些值借助平滑的加窗技术进行分析，

c)一个与该第一分析单元(41)和第二分析单元(42)相连接的“或”门(43)，该“或”门被构造用于通过该第一二进制信号(y1)与该第二二进制信号(y2)的逻辑“或”运算来产生该二进制的占用信号(y)。

18.根据权利要求17的装置，其特征在于，该第一分析单元(41)具有以下单元：

a)一个与该数字滤波器单元(24)相连接的模形成单元(44)，它被构造用于形成该第一被滤波的信号(xLAC)的这些值的模(|xLAC|)，

b)一个与该模形成单元(44)相连接的第一判定单元(45)，它被构造用于将该第一被滤波的信号的这些值的模(|xLAC|)与一个第一比较值(V1)进行比较，并且这样地产生该第一二进制信号(y1)，使得如果该第一被滤波的信号(xLAC)的相应值在模上超过该第一比较值(V1)，则该第一二进制信号(y1)采纳逻辑1的值，或者如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。

19.根据权利要求17或18的装置，其特征在于，该第二分析单元(42)具有一个中值确定单元(47)，其被构造用于这样地产生该第二二进制信号(y2)，使得该第二二进制信号(y2)的每个值都说明一个二进制的辅助信号(h)的N个值的一个中值，其中N表示窗口长度并且所述二进制的辅助信号(h)取决于该第一被滤波的信号(xLAC)。

20.根据权利要求19的装置，其特征在于，所述第二分析单元(42)具有以下单元：

b)一个与该模形成单元(44)相连接的第二判定单元(46)，它被构造用于将该第一被滤波的信号的这些值的模(|xLAC|)与一个第二比较值(V2)进行比较，并且这样地产生该二进制的辅助信号(h)，使得如果该第一被滤波的信号(xLAC)的相应值在模上超过该第二比较值(V2)，则该二进制的辅助信号(h)采纳逻辑1的值，或者如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值，

c)一个与该第二判定单元(46)相连接的窗口累加器(48)，它被构造用于将该二进制的辅助信号(h)的各N个值的平滑地累加，

d)一个与该窗口累加器(48)相连接的第三判定单元(49)，它被构造用于这样地产生该第二二进制信号(y2)，使得如果该相应地被累加的值超过一个基本上为N/2的值，则该第二二进制信号(y2)采纳逻辑1的值，或者如果情况不是这样，则采纳逻辑0的值。

21.根据权利要求14至20之一的装置，其特征在于，

a)该变换单元(23)被构造，用于将该实数值的带通信号(xIFr)转变为一个第二基带信号(xBB2)，

b)该数字滤波器单元(24)被构造，用于将该第二基带信号(xBB2)这样地滤波，使得由该相邻信道部分影响的频谱部分被抑制，并且用于提供一个第二被滤波的信号(xDCH)，

c)该分析单元(25)被构造，用于分析该第二被滤波的信号(xDCH)以及根据该被分析的第一被滤波的信号和该被分析的第二被滤波的信号产生该二进制的占用信号(y)。

22.根据引用权利要求18的权利要求21的装置，其中该分析单元(25)被构造用于设置一个取决于该第二被滤波的信号(xDCH)的第一比较值(V1)。

23.根据引用权利要求20的权利要求21的装置，其中该分析单元(25)被构造用于设置一个取决于该第二被滤波的信号(xDCH)的第二比较值(V2)。

24.根据权利要求14至23之一的装置，包含

a)一个与该分析单元(25)相连接的控制单元(37)用于控制一个数据检测单元(26)，该数据检测单元被构造用于检测在该复数值的带通信号(xIFc)中所包含的数据值(d)，

b)其中该控制单元(37)被构造用于：当所述二进制的占用信号(y)信号化表示该相邻信道的占用时，指示该数据检测单元(26)中断当前的检测过程。

25.发送/接收装置(11-13)，特别是用于根据IEEE-标准802.15.4在2.4GHz频带中的数据传输系统(10)，包含一个天线(14)以及一个与该天线相连接的接收单元(16)，用于接收特别是根据IEEE802.15.4的数据，具有根据权利要求14至24之一的用于识别相邻信道的占用的装置(20)。

26.集成电路，特别是用于根据权利要求25的发送/接收装置，具有根据权利要求14至24之一的装置(20)。